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Verbinder für Licht leiter
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Die Erfindung betrifft einen Verbinder fUr Lichtleiter nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Die Faser- oder Lichtleiteroptik dient zur Übertragung von Informationen
tragenden Licht signalen. Es wurde bereits viel Entwicklungsarbeit zur Schaffung
von Gläsern mit geringen Verlusten und an Herstellungsverfahren für Glasfaserkabel
mit Schutzmänteln geleistet. Die Mäntel machen sie äußerlich den Metalldrahtkabeln
ähnlich. Bei der Anwendung der Lichtleitkabel sind Verbinderanordnungen unerläßlich.
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Eine allgemeine Übersicht Uber Lichtleitertechnik gibt der Artikel
Fieber Optics" von Narinder S. Kapany in Scientific American, Vol. 203, Seiten 72
bis 81, November 1960.
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Wichtig bei der Entwicklung von Lichtleiterverbindern ist die Übertragungsleistungbzw.
der Wirkungsgrad des Verbinders. Verschiedene Faktoren, wie Luftspalte zwischen
Beruhrungsflächen, seitlicher Versatz der Lichtleiterachsen usw., beeinflussen den
Wirkungsgrad der Verbindung. In diesem Zusammenhang nei auf den Artikel im flell
System Technical Journal, Vol. 50, Nr. 10 vom Dezember 1971: "Measurement of Loss
Due to Offset and End
Separations of Optical Fibers" sowie auf den
Artikel im Bell System Technical Journal, Vol. 52, Nr. 8 vom Oktober 1973: Effekt
of Misalignments on Coupling Efficiency on Single-Mode Optical Fiber But Joints"
von J.S.Cook, W.L.Mammel und R.J.Grow hingewiesen.
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Glasfaserbündel werden normalerweise für kurze Übertragungsstrecken
in Lichtleiterübertragungssystemen verwendet. Andererseits werden Lichtleiter auch
als individuelle Datenkanäle zur Übertragung über viele Kilometer eingesetzt. Die
meisten Lichtleiterkabel sind Multiraserbündel mit großer irBrenter Redundanz und
großem Rauschabstand. Die Schwierigkeiten bei der Schaffung von Verbindungen zwischen
Einkanallichtleitern, die unempfindlich gegen axiale Fluchtungsungenauigkeiten sind,
bilden ein Hindernis für den Gebrauch von langen Einkanalübertragungssystemen.
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Deshalb sind Verbinder erforderlich, die seitlichen Versatz meiden,
wenn die Verbindungen einen geringen Übertragungsverlust haben sollen. Zur Verbindung
einzelner Lichtleiter werden daher Anordnungen verwendet, die V-förmige Nute und
Metallhülsen aufweisen. Ein solcher Metallhülsen-Verbinder ist beispielsweise aus
der US-PS 3 768 146 bekannt.
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Bei einer anderen, durch die US-PS 3 734 594 bekannte Anordnung ist
ein ringförmiger, deformierbarer Kern vorgesehen, in den die Enden der Lichtleiter
eingesetzt sind und der zwischen zwei Druckplatten radial verformt wird, sobald
axiale Kräfte auf die Druckplatten
wirken. Dadurch werden die Lichtleiter
ausgerichtet und festgelegt.
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Doch wird durch diese bekannten Anordnungen keine ausreichende Genauigkeitfilr
die Ausrichtung und Kopplung von Lichtleitern kleinen Durchmessers erzielt.
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Es wurde daher vorg,eschlaFe,en (P 26 40 562.9), die Enden der Licht
leiter in einem Verbinder zwischen drei zylindrischen Stäben präzise auszurichten
und zu kuppeln.
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Die Stäbe sind rund um und längs an dem Lichtleiter in einer justierbaren
Verbinder-Anordnung angebracht. Es sind Mittel vorgesehen, den Zwischenraum der
Stäbe beim Einführen des Lichtleiters zu erweitern und dann mit dieserr zu verklammern.
Ferner wurde vorgeschlagen (US-Anm.Nr. 629 210), den Lichtleiter mit seiner Kunststoffbeschichtung
mit drei ringförmigen Einschnitten entlang seiner Oberfläche zu versehen, sowie
eine dünne Metallzwinge im Bereich der einander bertlhrenden Enden der Lichtleiter
um die Beschichtung zu legen. Ein Paar solcher Lichtleiter kann in einer Dreistabanordnung
der oben erwähnten Art ausgerichtet werden.
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Ein anderer Vorschlag (P 26 49 347.0) betrifft einen Verbinder fflr
Einkanallichtleiter, bei dem beide Kupplungsteile gleich gestaltet sind (hermaphroditic
connector).
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Jeder Verbinderteil enthält mindestens einen Lichtleiter mit einem
Anschlußstift. Der Stift weist eine metallene HUlse auf, die Über die Glasfaser
geschoben ist und an drei Stellen Kerben aufweist, welche die Glasfaser im Stift
zentrieren. Beim Zusammenstecken der Verbinderteile kommen die Anschlußstifte so
zu stehen, daß die Kerben fluchten. Drei bogenförmige Nocken oder Federn drücken
in die Kerben, wodurch die Anschlußstifte und damit auch die Glasfasern genau ausgerichtet
werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen trennbaren Lichtleiterverbinder
ftir ein- oder mehrkanalige Lichtleitkabel zu schaffen, der auf dem erwähnten Prinzip
der Dreistabzentrierung beruht und eine genaue Ausrichtung der zu verbindenden Lichtleiter
ermöglicht, bei der die Übertragungsverluste auf ein Minimum reduziert werden, der
einfach herzustellen ist in der Montagepraxis einfach gehandhabt werden kann.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruches
1 angegebenen konstruktiven Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes
des Anspruches 1 sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Ein Ausrührungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Zeichnungen
beschrieben, in denen zeigen: Fig. 1 einen Verbinder im weitesten Sinne der vorliegenden
Erfindung, in einer etwas schematisierten, räumlichen Darstellung, mit von der Grundplatte
abgehobener Druckplatte und zwei Setzen von Lichtleitfaser-Zentrierelementen, die
sich in einer V-förmigen Nut der Grundplatte axial gegenUberstehen; Fig. 2 den Verbinder
nach Fig. 1, von der Stirnseite gesehen, mit flach auf der Grundplatte aufliegender
Druckplatte zur Kopplung der zwei Lichtleitfasern, die zwischen den Zentrierelementen
in der V-förmigen Nut angeordnet sind; Fig. 3 einen anderen Verbinder nach der Erfindung,
von der Stirnseite gesehen,bei dem die Grundplatte und die Druckplatte aus verformbarem
Werkstoff bestehen und die Druckplatte auf den Uber die Oberseite der Grundplatte
herausragenden Zentrierelementen ruht; Fig. 4 den Verbinder nach Fig. 3 mit flach
auf der Grundplatte aufliegender Druckplatte; Fig. 5 einen Mehrkanal-Lichtleitfaserverbinder,
von der Stirnseite gesehen, bei dem die Zentrierelemente in einer V-förmigen Nut
der Grundplatte angeordnet sind;
Fig. 6 einen anderen Mehrkanal-Lichtleitfaserverbinder,
bei dem die Nut in der Grundplatte einen trapezförmigen Querschnitt aufweist; Fig.
7 einen Lichtleitfaser-Flachkabelverbinder, in räumlicher Darstellung, in geöffnetem
Zustand mit einem innerhalb und einem außerhalb des Verbinders angeordneten Flachkabel;
Fig. 8 eines der in Fig. 7 dargestellten Flachkabel, ausschnittsweise von der Stirnseite
gesehen; Fig. 9 ein in den Flachkabeln nach Fig. 7 und 8 verwendetes Zentrierstück,
in räumlicher Darstellung von hinten gesehen; Fig.10 das ZentrierstUck nach Fig.
9 und seine Befestigung auf einer Lichtleitfaser des Flachkabels, in räumlicher
Darstellung von vorn gesehen; Fig.11 eine andere Ausbildung des Plachkabels nach
der Erfindung, ausschnittsweise räumlich dargestellt, bei dem die Zentrierstücke
in einer Leiste zusammengefaßt sind; Fig.12 ein Lichtleitfaserkabel, wie es bei
dem Verbinder nach der vorliegenden Anmeldung verwendet werden kann, ausschnittsweise
räumlich dargestellt, mit drei zylindrischen Stäbchen, die die Lichtleitfaser im
Inneren des Kabelmantels umgeben.
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In den Fig. 1 und 2 ist der Verbinder 20 in seiner einfachsten Form
schematisch dargestellt, die das allgemeine Prinzip verdeutlicht, auf dem die vorliegende
Erfindung beruht. Der Verbinder enthalt eine Grundplatte 22 mit einer flachen Oberseite
24 und eine Druckplatte 26 mit einer ebenen Unterseite 28. Eine V-förmige Nut 30
in der Oberseite 24 erstreckt sich Uber die Länge der Grundplatte 22. Die Nut 30
hat den Querschnitt eines gleichseitigen Dreiecks, so daß die ebenen Seiten 32 und
34 der Nut 30 die Oberseite 24 der Grundplatte 22 jeweils in einem Winkel von 600
schneiden. Falls erforderlich, kann die Spitze 36 der Nut 30 einen kleinen Radius
aufweisen, um Spannungen in der Grundplatte 22 zu verringern.
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Zwei gleiche Sätze 38 und 40 von zylindrischen Stäbchen 42 gleichen
Durchmessers liegen längs in der V-förmigen Nut 30.
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Die Stäbchen 42 jeden Satzes liegen mit ihren zylindrischen Mantelflächen
dicht aneinander und bilden einen Zwischenraum 44 zwischen den Stäbchen, wie am
besten aus Pig. 2 ersichtlich. Eine Lichtleitfaser 46 ist im Zwischenraum 44 innerhalb
des Stäbchensatzes 40 und eine zweite Lichtleitfaser 48 im Zwischenraum 44 innerhalb
des Stäbchensatzes 38 angeordnet. Die Stäbchen jeden Satzes umschließen die ihnen
zugeordnete Lichtleitfaser lose in der Nut 30, so daß die Stäbchen inbezug auf die
Faser seitlich beweglich sind. Jeder Satz von Stäbchen hat eine ebene Stirnfläche
50, die senkrecht zur Achse der Stäbchen und der Faser steht. Die Stirnllchen 50
der beiden Stäbchensätze 38 und 40 werden in der Nut 30 miteinander in axiale Berührung
gebracht, bevor die Druckplatte 26 auf der Grundplatte 22 befestigt wird, um die
Lichtleitfasern 46 und 48 fluchtend miteinander zu koppeln.
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Die Stäbchen 42 jeden Satzes sind so dimensioniert, daß jedes Stichen
die beiden anderen Stichen sowie zwei ebene Seiten des dreieckigen Kanals berUhrt,
der durch flaches Aufsetzen der Druckplatte 26 auf die Oberseite 24 der Grundplatte
22 definiert wird, wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich. Weiterhin sind die Stäbchen
42 so dimensioniert, daß der Zwischenraum 44 zwischen ihnen groß genug ist zur Aufnahme
der Lichtleitfaser 46 oder 48, jedoch klein genug, daß die angrenzenden Mantelflächen
der Stäbchen die Faser an drei Stellen berühren, um letztere zu zentrieren. Unter
der Annahme, daß die Stäbchen der beiden Sätze 38 und 40 die vorstehenden Bedingungen
erfUllen und der Querschnitt der Nut 30 ein genau gleichseitiges Dreieck bildet,
wenn die Druckplatte 26 flach auf die Grundplatte 22aufgelegt ist, sind die Zentren
C der Stäbchen eines jeden Satzes an den Scheitelpunkten eines gleichseitigen Dreiecks
T angeordnet. Da die Stäbchen 42 der beiden Sätze 38 und 40 identisch und in der
selben V-förmigen Nut 30 angeordnet sind, liegen die Zentren der Stäbchen beider
Sätze an den Scheitelpunkten des selben gleichseitigen Dreiecks, was zur Folge hat,
daß die Lichtleitfasern 46 und 48 innerhalb der zwei Sätze präzise fluchtend ausgerichtet
sind.
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Wenn die oben beschriebenen Dimensionierungsbedingungen nicht eingehalten
werden und die Stäbchen aus steifem, hartem Material bestehen, ist es möglich, daß
die zwischen ihnen liegenden Lichtleitfasern Uberbeansprucht werden. Wenn z.B. die
Faser aus Quarz oder Glas besteht, kann sie zerbrochen werden, wenn der Durchmesser
der Stäbchen zu klein ist. Bei zu kleinem Durchmesser
der Stäbchen
werden weiterhin die obenliegenden Stäbchen von der Druckplatte 26 nicht berührt,
so daß die Stäbchen lose in der Nut 30 liegen und ihre Zentren C nicht mit den Scheitelpunkten
des gleichseitigen Dreiecks T zusammenfallen. Wenn die obenliegenden Stäbchen 42
Uber die Oberseite 24 der Grundplatte 22 herausragen, liegt die Druckplatte 26 nicht
parallel zur Oberseite der Grundplatte, um die Stäbchen richtig auszurichten.
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Zur Schaffung eines Verbinders, der zur Verbindung einfacher Lichtleitfasern
geeignet ist, sind daher die Grundplatte und die Druckplatte aus leicht verformbarem
Material hergestellt, z.B. einem gebräuchlichen Kunststoff.
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Ein derartiger Verbinder ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt, in denen
gleiche Bezugszeichen für die gleichen Teile wie in den Fig. 1 und 2 verwendet werden.
Bei dieser Ausführung sind die Stäbchen 42 so dimensioniert, daß die in der V-förmigen
Nut obenliegenden Stäbchen über die Oberseite 24 der Grundplatte 22 herausragen.
Wenn die Druckplatte 26 flach auf die Oberseite 24 der Grundplatte 22 aufgedruckt
wird, wie in Fig. 4 dargestellt, werden die Stäbchen 42 so ausgerichtet, daß ihre
Zentren C an den Scheitelpunkten eines gleichseitigen Dreiecks T liegen, und die
Seiten des dreieckigen Kanales, der durch die V-förmige Nut 30 und die Druckplatte
26 gebildet wird, werden leicht verformt. Das Maß, um welches die obenliegenden
Stäbchen 42 Uber die Oberseite 24 der Grundplatte 22 in Fig. 3 herausragen, und
das Maß, um welches die Stbchen die Seiten des dreieckigen Kanals bei zusammengefUgtem
Verbinder in Fig. 4 verformen, ist zwecks deutlicherer Darstellung stark Ubertrieben
gezeichnet. FUr
die Ausrichtung der Lichtleitfasern in dem Verbinder
nach Fig. 3 und 4 ist es wichtig, daß kein Spalt zwischen der Druckplatte 26 und
der Grundplatte 22 vorhanden ist, sonstkönnte die Größe des Spaltes bei den zwei
Stäbchen-Sätzen 38 und 40 an den sich gegenUberstehenden Seiten der einander zugeordneten
Stirnflächen 50 unterschiedlich sein, was zur Folge hätte, daß die gegenseitige
Ausrichtung der Lichtleitfasern nicht zustandegebracht würde. Daher muß der Werkstoff
der Grundplatte 22 und der Druckplatte 26 ausreichend verformbar sein, um sicherzustellen,
daß die Druckplatte 26 flach auf der Oberseite 24 der Grundplatte 22 aufliegt, wenn
der Verbinder zusammengerügt ist. Vorteilhafterweise werden die Druckplatte und
die Grundplatte aus dem selben Werkstoff hergestellt. Dadurch kann die Ausrichtung
der Lichtleitfasern in dem Verbinder auch bei groberen Fertigungstoleranzen erreicht
werden.
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Zur weiteren Verminderung der Herstellungskosten und zur Verhütung
von Überbeanspruchungen der Lichtleitfasern in dem Verbinder können die Stäbchen
42 ebenfalls aus geringfügig verformbarem Werkstoff ausgebildet sein. Die Stäbchen
mUssen alle aus dem gleichen Werkstoff bestehen und den gleichen Durchmesser aufweisen.
Die Stãbehen, die Grundplatte und die Druckplatte können entweder aus dem gleichen
verformbaren Material oder aus verschiedenen Werkstoffen bestehen. Ein bevorzugtes
Material für die Stäbchen ist Polyamid. Die Druckplatte und die Grundplatte können
z.B. aus Silikon-Gummi oder Polypropylen bestehen. Wenn die Stäbchen aus geringrügig
verformbarem Material bestehen, behalten sie zwar keinen genau kreisförmigen Querschnitt
bei, wenn sie durch die Druckplatte 26
in der V-förmigen Nut zusammengedrückt
werden, aber ihre etwa dreieckige Anordnung wird aufrechterhalten. Trotz der geringen
Verformungen der Stäbchen, der Grundplatte und der Druckplatte liegen die Zentren
der Stäbchen jeden Satzes weiterhin an den Scheitelpunkten eines identischen gleichseitigen
Dreiecks, so daß die Lichtleitfasern innerhalb der Stäbchen-Sätze zueinander ausgerichtet
werden.
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In Fig. 5 ist ein Mehrkanalverbinder zur Koppelung von zwei Sätzen
mit jeweils sechs Lichtleitfasern dargestellt. Zwei Sätze von zylindrischen Stäbchen
42 gleichen Durchmessers sind in einer V-förmigen Nut 30 befestigt.
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In den Zwischenräumen zwischen den aneinanderliegenden Mantelflächen
der Stäbchen sind Lichtleitfasern 46 angeordnet. Die Stäbchen sind so dimensioniert,
daß sie in einer eng gepackten Anordnung in der Nut 30 liegen, wenn die Druckplatte
26 flach auf der Grundplatte 22 befestigt ist. In Fig. 5 sind zehn StSbehen dargestellt,
um sechs Zwischenräume zur Aufnahme von sechs Lichtleitfasern zu schaffen, da gegenwärtig
ein Bedarf an Mehrkanalverbindern zur Koppelung von Lichtleitkabeln mit sechs optischen
Fasern besteht. Die Anzahl der Stäbchen 42 in der Nut 30 ändert sich mit der Anzahl
der Lichtleitfasern> die miteinander verbunden werden sollen. Die Gesamtzahl
der Stäbchen N, die dicht gepackt in einer dreieckigen Nut 30 liegen, wird durch
die folgende Gleichung bestimmt: N = n (n+1) / 2 in welcher n eine ganze Zahl größer
1 ist und gleichzeitig die Anzahl der Stäbchen an einer Flanke der Nut. Die
Gesamtzahl
der Stäbchen N, die für einen Mehrkanalverbinder benötigt werden ist daher 6, 10,
15, 21, 28, 36, etc. Die Stäbchen 42 und die Platten 22 und 26 werden aus den gleichen
Gründen, wie oben anhand der Fig. 3 und 4 diskutiert, vorzugsweise aus geringfugig
verformbarem Material hergestellt.
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In Fig. 6 ist eine weitere Ausbildung eines Mehrkanalverbinders zur
Kopplung von Kabeln mit drei Lichtleitfasern dargestellt. Dabei ist die Nut 30 in
der Grundplatte 22 trapezförmig ausgebildet und die Stäbchen 42 sind so dimensioniert,
daß sie bei dichter Packung in der Nut zwischen sich drei Zwischenräume zur Aufnahme
der Lichtleitfasern bilden. In Abhängigkeit von der Anzahl der miteinander zu verbindenden
Lichtleitfasern können in der Nut 30 mehr oder weniger Stäbchen 42 zusammengefaßt
sein. Daher können mit der vorliegenden Erfindung sowohl einfache als auch mehrkanalige
Lichtleitfaserverbinder verwirklicht werden, wobei zylindrische Stäbchen gleichen
Durchmessers dicht gepackt in einer 60° Nut einer Grundplatte angeordnet sind. Der
andere Satz von Stäbchen ist in der gleichen Form mittels der Druckplatte in der
Nut der Grundplatte restgelegt, so daß die Zentren von jeweils drei benachbarten
Stäbchen an den Scheitelpunkten des selben gleichseitigen Dreiecks liegen und die
Fasern in den korrespondierenden Zwischenräumen der Stäbchen-Sätze genau aufeinander
ausgerichtet werden.
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In den Fig. 7 bis 10 ist ein Lichtleitfaser-Flachkabelverbinder nach
der Erfindung dargestellt. Der Verbinder 50
ist in seiner offenen
Stellung gezeigt, wobei ein Flachkabel 52 im Verbinder befestigt ist und ein zweites
Flachkabel 54 außerhalb des Verbinders liegt. Die Flachkabel 52 und 54 sind identisch.
Daher trifft die foltende Beschreibung des Flachkabels 54 auch auf das Flachkabel
52 zu.
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Das Lichtleitfaser-Flachkabel 54 beSteht aus einem langen, beweglichen
Isolierteil 56, vorzugsweise aus gebräuchlichem Kunststoff, mit sechs eingebetteten
optischen Fasern 58. Die Fasern erstrecken sich längs des Isolierteiles 56, liegen
parallel zueinander und ragen aus dem Ende 60 des Isolierteiles 56 heraus. An jeder
Faser ist ein Zentrierstück 62 angebracht. Das Zentrierstück ist am besten in den
Fig. 9 und 10 zu sehen und weist drei elastische Stäbchen 62 auf. Die hinteren Enden
der Stäbchen sind in einem kreisförmigen Fußteil 66 zusammengefaßt. In ihrer entspannten
Stellung sindJdie freien Enden der Stählen nach außen gespreizt. Wenn die Stäbchen
zusammengedrUckt werden, bilden ihre benachbarten Mantelflächen einen Zwischenraum
zur Aufnahme einer Lichtleitfaser 58, wie die Stäbchen 42 bei den anhand der Fig.
1 bis 6 beschriebenen Ausbildungen der Erfindung. In dem Fußteil 66 ist eine Öffnung
68 gleichachsig mit dem Zwischenraum zwischen den Stäbchen vorgesehen. Die öffnung
68 ist als Gleitsitz zur Aufnahme der Faser dimensioniert.
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Die flachen Stirnflächen 70 der drei Stäbchen 64 liegen in einer gemeinsamen
Ebene senkrecht zur Achse der Faser, wenn die Stäbchen zusammengedrUckt sind und
die Faser im Zwischenraum zwischen sich aufnehmen.
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Das Flachkabel 54 ist vorzugsweise mit angerormten, zylindrischen
elastischen HUlsen 72 versehen, die vom Ende 60 des Kabels hervorstehen. Die Lichtleitfasern
58 ragen über das vordere Ende der HUlsen 72 hinaus. Zur Anbringung eines Zentrierstückes
62 an einer optischen Faser wird das Zentrierstück wie in Fig. 10 dargestellt positioniert.
Die Faser wird in die Öffnung 68 eingeführt und das Zentrierstück nach hinten in
die elastische Hülse 72 geschoben. Wenn das ZentrierstUck in die Hülse gedrückt
wird, werden die freien Enden der Stäbchen 64 etwas zusammengedrUckt. Die Hülse
und die Stäbchen sind jedoch so dimensioniert, daß die Stäbchen in der Hülse 72
noch geringfUgig auseinanderklaffen, so daß die Faser 58 lose zwischen den Stäbchen
liegt. Demzufolge können sich die Hülse und die Stäbchen zur Festlegung der Faser
noch radial nach innen bewegen. Dann wird das Ende der Faser 58 mit den ebenen Stirnflächen
70 der Stäbchen fluchtend abgebrochen und anschließend werden dieEnden des Zentrierstückes
mit der eingeschlossenen Faser zur Schaffung einer flachen Stirnfläche poliert.
Die Zentrierstücke 62 des Flachkabels 54 sind so angeordnet, daß ihre Stirnflächen
in einer gemeinsamen Ebene liegen.
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In die öffnung 68 des Fußteiles 66 jedes Zentrierstückes wird vorzugsweise
vor dem Aufschieben des Zentrierstückes über die zugeordnete Faser ein Kleber eingebracht,
der das Zentrierstück auf der Faser festlegt, nachdem es in die HUlse 72 eingeschoben
ist. Obwohlpie elastischen Hülsen 72 für die Zentrierstücke vorteilhaft sind, sind
sie nicht unbedingt erforderlich und können weggelassen werden, wenn die ZentrierstUcke
in angemessener Weise von dem Isolierteil 56 aufgenommen werden. Es ist vorteilhaft
am
vorderen Ende des Isolierteiles 56 des Flachkabels zwischen den Lichtleitfasern
längs verlaufende Schlitze 74 vorzusehen, um eine voneinander unabhängige Bewegung
der Fasern zu ermöglichen und dadurch eine wirksamere Koppelung der Lichtleitfasern
in dem Kabel 54 mit den Lichtleitfasern des Kabels 52. Das Isolierteil 56 weist
nahe dem vorderen Ende zwei seitliche rechteckige Positionierungsöffnungen 76 auf,
die das Flachkabel 54 innerhalb des Verbinders 50 festlegen, was später im Einzelnen
erläutert wird.
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Der Verbinder enthält eine Grundplatte 78 und eine Druckplatte 80.
Ein Scharnier 82 verbindet die Druckplatte 80 mit einer Längsseite der Grundplatte
78. Die Grundplatte weist ein Paar quer verlaufende, rechteckige Fenster 84 auf.
Gleichartige Fenster 86 sind in der Druckplatte 80 ausgebildet. Die Fenster 86 sind
deckungsgleich mit den Fenstern 84, wenn die Druckplatte 80 flach auf der Oberseite
der Grundplatte befestigt ist. Der Steg 88 der Druckplatte 80 zwischen den Fenstern
86 hat eine flache, glatte Unterseite 90. Der Steg 92 der Gruridplatte zwischen
den Fenstern 84 hat eine flache Oberseite 94 mit sechs längsverlaufenden, V-förmigen
Nuten 96. Die V-förmigen Nute liegen in einem Abstand parallel zueinander, der dem
Abstand der Lichtleitfasern 58 in den Flachkabeln 52 und 54 entspricht, und sind
für die Aufnahme der elastischen HUlsen 72 ausgebildet, die die Zentrierstücke 62
an den Endender miteinander zu verbindenden Flachkabel 52 und 54 enthalten. In den
äußeren Bereichen der Grundplatte 78 sind parallel verlaufende U-förmige Nute 97
eingeformt, die mit den V-förmigen Nuten 96 fluchten.
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Die Krümmung der U-förmigen Nute 97 entspricht den abgerundeten längs
verlaufenden Rippen 98, die an den Stellen der Flachkabel hervorstehen, an denen
die Lichtleitfasern 58 verlaufen. Gleichartige U-förmige Nute 99 sind in den äußeren
Bereichen der Druckplatte 80 eingeformt und sind so angeordnet, daß sie mit den
Nuten 97 fluchten, wenn die Druckplatte auf der Oberseite der Grundplatte 78 befestigt
ist.
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In der Nähe der Ecken der Grundplatte 78 sind vier rechteckige Vorsprünge
100 angeformt. Die Vorsprünge sind so dimensioniert, daß sie in die Positionierungsöffnungen
76 der Flachkabel 52 und 54 passen. In der Druckplatte 80 sind mit den Vorsprüngen
100 fluchtende Schlitze 102 angeordnet, in die die Vorsprünge 100 passend eingreifen
können.
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Die Vorsprünge 100 auf der Grundplatte und die öffnungen 76 in den
Flachkabeln 52 und 54 sind so angeordnet, daß die Stirnflächen der ZentrierstUcke
62 der zwei Flachkabel axial aneinander liegen, wenn die Flachkabel so auf der Grundplatte
des Verbinders befestigt sind, daß die Vorsprünge 100 in die öffnungen 76 eingreifen.
Die Zentrierstücke liegen dann in den V-f5rmigen Nuten 96 und die abgerundeten Rippen
der Flachkabel liegen in den U-förmigen Nuten 97.
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Die Abmessungen und die Form der V-förmigen Nute 96 und der elastischen
Stäbchen 64 der Zentrierstücke 62, sowie die Werkstoffe der Stäbchen der Grundplatten
und der Druckplatten können gleich sein, wie bei den anhand der Fig. 1 bis 4 beschriebenen
Ausführungsbeispielen.
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Wenn die Flachkabel 52 und 54 auf der Grundplatte befestigt sind,
wird die Druckplatte 80 auf die Grundplatte geklappt. Die flache, glatte Unterseite
90 des Steges 88 der Druckplatte drückt gegen die elastischen HUlsen 72 der entsprechenden
Flachkabel 52 und 54 und presst dabei die elastischen Stäbchen 64 der Zentrierstücke
62 zusammen, was die genaue axiale Ausrichtung der Lichtleitfasern der beiden Flachkabel
wie oben beschrieben bewirkt. Auf der dem Scharnier 82 gegenüberliegenden Seite
der Druckplatte 80 ist vorzuqsweise ein Verriegelungselement 104 angeformt. Das
Verriegelungselement 104 übergreift eine längs verlaufende Kante 106 am Rand der
Grundplatte 78 zur lösbaren Halterung der Druckplatte unter Vorspannung auf der
Oberseite der Grundplatte. Die Fenster 84 und 86 in der Grundplatte 78 bzw. der
Druckplatte 80 erlauben in Verbindung mit den Schlitzen 74 in den Flachkabeln 52
und 54 einengewissen Bewegungsspielraum für die Lichtleitfasern in den Flachkabeln,
so daß die Lichtleitfasern genau aufeinander ausgerichtet werden, wenn die Druckplatte
80 auf der Grundplatte befestigt ist.
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Mit der in den Fig. 7 bis 10 dargestellten Ausführungsform der Erfindung
wird ein neues Lichtleitfaser-Flachkabel mit dreifingrigen Zentrierstücken an den
Enden der Lichtleitfasern und ein einfacher, kostengünstiger Verbinder geschaffen,
der eine sehr genaue gegenseitige Ausrichtung der Lichtleitfasern zweier in ihm
befestigter Flachkabel herstellen kann. Der Verbinder kann als einstückiges Spritzteil
billig gefertigt werden. Weiterhin kann der Verbinder nach der Erfindung in der
Außenmontage auch durch ungelernte Personen gehandhabt werden.
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In Fig. 11 ist eine andere Ausbildung eines optischen Flachkabels
110 dargestellt, das ebenfalls mit dem Verbinder 50 benutzt werden kann. Das Kabel
110 ist ähnlich wie das Flachkabel 54 ausgebildet, mit der Ausnahme, daß die elastischen
Hülsen 72 weggefallen sind und die Zentrierstücke 62 durch eine Leiste 112 gehaltert
sind, die an dem Isolierkörper 114 in der Nähe seiner Vorderkante 116 angebracht
ist. Die Lichtleitfasern 118 des Flachkabels ragen durch die öffnungen in den Fußteilen
66 der Zentrierstücke 62 in den Spalt zwischen den drei Stäbchen der einzelnen Zentrierstücke.
Das Flachkabel 110 kann in der gleichen Weise wie die Flachkabel 52 oder 54 in dem
Verbinder 50 befestigt werden.
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Die Fig. 12 zeigt ein neues Lichtleitkabel 120, das mit jedem der
vorstehend beschriebenen Verbinder benutzt werden kann. Das Kabel 120 enthält eine
Lichtleitfaser 122 und drei elastische Stäbchen 124 gleichen Durchmesser, die die
Lichtleitfaser 122 in der gleichen Weise umgeben, wie die Stäbchen 42 oder 64. Eine
elastische Außenhülle 126 umschließt Stäbchen und Faser. Die Stäbchen und die Hülle
sind vorzugsweise aus Kunststoff. Die Stäbchen 124 sind bei der Herstellung des
Kabels als lose Stränge um die optische Faser 122 stranggepreßt und verlaufen daher
durch die ganze Länge des Kabels 120. Die Außenhülle 126 kann im gleichen Arbeitsgang
oder in einem getrennten Verfahrensschritt um die Stäbchen 124 gespritzt werden.
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Die Lichtleitfaser 122, die Stäbchen 124 und die Hülle 126 enden in
einer flachen Stirnfläche 128, die senkrecht zur Längsachse des Kabels steht. Die
Sttlbchen liegen etwas lose in der äußeren Hülse 126, 80 daß sie sich gegeneinander
und gegen die optische Faser 122 geringfügig bewegen können und mittels einer entsprechenden
Druckplatte in der V-förmigen Nut eines oben beschriebenen Verbinders zentriert
werden können.
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16 AnsprUche, 4 Bl. Zeichnungen